Fische: Nervensystem und Schmerzempfinden – Eine wissenschaftliche Betrachtung

Die Frage, ob Fische Schmerzen empfinden können, ist ein kontrovers diskutiertes Thema. Ein internationales Forscherteam aus Neurobiologen, Verhaltensökologen und Fischereiwissenschaftlern hat sich intensiv mit dieser Frage auseinandergesetzt und kommt zu dem Schluss, dass Fische kein dem Menschen vergleichbares Schmerzempfinden besitzen. Diese Erkenntnis hat weitreichende Konsequenzen für den Umgang mit Fischen in verschiedenen Bereichen, wie Fischerei, Aquakultur und Aquaristik.

Grundlagen der Schmerzwahrnehmung

Um die Frage nach dem Schmerzempfinden bei Fischen zu beantworten, ist es wichtig, zunächst die Grundlagen der Schmerzwahrnehmung zu verstehen. Schmerz ist eine komplexe Erfahrung, die aus einer sensorisch-affektiven und einer emotional-gefühlten Komponente besteht. Die sensorische Komponente informiert uns über die Art und Intensität der Verletzung, während die emotionale Komponente das Leiden widerspiegelt, das mit dem Schmerz verbunden ist.

Nozizeption vs. Schmerz

Im Gegensatz zu Schmerz ist Nozizeption die unbewusste Verarbeitung schädigender Reize. Sensorische Rezeptoren, die Verletzungen entdecken, werden Nozizeptoren genannt. Schmerz ist eine bewusste Erfahrung, die durch die Verarbeitung von Informationen in bestimmten Bereichen des Gehirns entsteht. Demgemäß ist Schmerz nicht das unveränderbare Ergebnis von nozizeptorischer Aktivierung. Antworten, vom einfachen Wegziehen von Gliedmaßen zu komplexeren Verhaltensweisen, wie Artikulierung, Mimik und Vermeidung des schädigenden Reizes.

Die Rolle des Gehirns

Beim Menschen werden Schmerzsignale über Nozizeptoren aufgenommen und über Nervenbahnen und das Rückenmark zur Großhirnrinde (Neokortex) geleitet, wo sie bewusst verarbeitet werden. Allerdings muss selbst nach starken Verletzungen nicht zwangsläufig ein Schmerzerlebnis entstehen. Schmerzen können zum Beispiel durch Angst verstärkt oder auch ohne jede Gewebeschädigung mental konstruiert werden. Umgekehrt kann jede Erregung der Nozizeptoren unbewusst verarbeitet werden, ohne dass der Organismus ein Schmerzerleben hat. Dieses Prinzip nutzt man beispielsweise bei der Narkose. Darum unterscheidet man in der Schmerzforschung zwischen bewusstem Schmerzempfinden und einer unbewussten Reizverarbeitung durch Nozizeption, die ihrerseits zu komplexen hormonellen Reaktionen, Verhaltensantworten und auch zum Erlernen von Vermeidungsreaktionen führen kann. Nozizeptive Reaktionen sind also niemals gleichzusetzen mit Schmerz, sie sind streng genommen auch keine Voraussetzung für Schmerz.

Das Nervensystem von Fischen

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Fischen und Säugetieren besteht in der Struktur ihres Gehirns. Fische besitzen keine Großhirnrinde (Neokortex), die für die bewusste Schmerzwahrnehmung beim Menschen verantwortlich ist. Zudem fehlen bei primitiven Knorpelfischen wie Haien und Rochen bestimmte Nervenfasern (C-Nozizeptoren), die bei Säugetieren für die Empfindung von intensiven Schmerzerlebnissen mitverantwortlich sind. Bei Knochenfischen sind diese C-Nozizeptoren höchst selten.

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Nozizeptoren bei Fischen

Fische besitzen jedoch einfache Nozizeptoren und zeigen Reaktionen auf Verletzungen und sonstige Eingriffe. Die aktuelle Überblicksstudie prangert an, dass in der großen Mehrzahl aller veröffentlichten Untersuchungen die Reaktionen eines Fisches auf einen vermeintlichen Schmerzreiz - zum Beispiel das Reiben des verletzten Körperteils an einem Gegenstand oder das Einstellen der Futteraufnahme - als Anzeiger für Schmerzen gewertet worden sind. Jedoch ist mit einer solchen Methodik nicht nachweisbar, ob ein bewusstes Schmerzempfinden oder eine unbewusste Reizwahrnehmung mittels Nozizeption oder beides zusammengenommen ursächlich war. Aus Verhaltensantworten auf zugrundeliegende emotionale Zustände zu schließen, ist grundsätzlich problematisch. Zudem zeigen Fische oftmals geringe oder keine Reaktionen auf Eingriffe, die für uns und andere Säugetiere höchst schmerzhaft wären. Bei Menschen wirksame Schmerzmittel wie Morphin waren bei Fischen entweder wirkungslos oder zeigten nur bei astronomisch hohen Dosen, die bei kleinen Säugetieren den sofortigen Schocktod bedeutet hätten, einen Effekt. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Fische entweder überhaupt kein mit dem Menschen vergleichbares Schmerzempfinden besitzen oder aber völlig anders auf Schmerzen reagieren.

Kritik an der Schmerzforschung bei Fischen

Einige Studien haben vermeintliche Schmerzempfindungen bei Fischen untersucht, jedoch weisen diese Studien methodische Mängel auf. Ein Beispiel hierfür ist eine Abhandlung von Sneddon und Mitarbeitern, die Nozizeption bei Regenbogenforellen beschrieb. Im Rahmen der von Sneddon durchgeführten Verhaltensexperimente wurden Regenbogenforellen große Mengen Bienengift, Essigsäure oder Salzlösung in den Kiefer injiziert. Die Forellen zeigten jedoch trotz der erheblichen Injektionen von Gift oder Säure, die bei einem Menschen beträchtliche Schmerzen hervorgerufen hätten, auffallend geringe Reaktionen. Ihr Aktivitätsniveau änderte sich nicht, sie versteckten sich nicht schutzsuchend im Aquarium und sie fraßen spontan innerhalb von drei Stunden. Es erfolgte keine Änderung im Schwimmverhalten. Es wurde weiterhin berichtet, dass Fische, denen Säure injiziert worden war, ihre Mäuler manchmal am Kies „rieben". Dies taten aber die Fische, denen man das Gift injiziert hatte, nicht. Die Auslegungen von Sneddon sind widersprüchlich sowie wissenschaftlich nicht bewiesen. Kurzum, Maulreiben und Unterdrückung der Nahrungsaufnahme als Verhaltensanalyse vorzubringen, weist nicht die erforderliche Validität bzw. nicht einmal die logisch konsequente Auslegung auf.

Widerlegung von Hypothesen zur Schmerzempfindung bei Fischen

Die vier Hypothesen, auf denen Sneddon ihre „Schmerztheorie" bei Fischen aufbaut, werden widerlegt:

  1. Tiere besitzen zur Detektion schädigender Reize die gleichen Sensoren wie die Menschen. Dieses Kriterium wird durch umfassende Beweise widerlegt, die schon früher vorgelegt wurden, und es erfordert nur die Anwesenheit von Nozizeptoren, die für sich allein nicht ausreichen, um Schmerz zu empfinden. Die bewusste Empfindung von Schmerz erfordert einen ausreichend entwickelten Vorderhirn-Neokortex, den Fische nicht besitzen.
  2. Schädigende Ereignisse haben nachteilige Auswirkungen. Das zweite Kriterium ist ungültig, da physiologische und Verhaltensantworten auf schädigende Reize voll und ganz möglich sind und (sogar bei Menschen) ohne Wahrnehmung ausgeführt werden. Das heißt, sie sind kein Beweis für Schmerzwahrnehmung.
  3. Tiere lernen, diese schädigenden Reize zu vermeiden. Dieses Kriterium hat keine Gültigkeit, da Vermeidungsverhalten nur unbewusstes, assoziatives Lernen erfordert und deshalb keinen Nachweis für die Existenz von Bewusstsein, ein wesentliches Erfordernis für Schmerz, erbringt.
  4. Verhaltensbeeinträchtigungen während eines schädigenden Ereignisses sind nicht nur einfache Reflexe. Belege von Menschen ohne Kortex (z. B. der Fall Schiavo, USA) wie auch schlafwandelnder Menschen (die auf das Dach klettern etc.) zeigen, dass wir durchaus die Fähigkeit zu hochkomplexem, scheinbar zielgerichtetem Verhalten haben, während wir uns dessen nicht bewusst sind. Komplexe Verhaltensweisen sind somit auch ohne ein Bewusstsein möglich.

Anthropomorphismus und die Vermenschlichung von Tieren

Ein weiteres Problem bei der Interpretation von Tierverhalten ist der Anthropomorphismus, die Tendenz, Tieren menschliche Eigenschaften und Emotionen zuzuschreiben. Es ist wichtig, diese anthropomorphe Perspektive bei der Betrachtung unserer Mitgeschöpfe zu verdrängen und Tiere nicht mit dem Menschen gleichzusetzen. Die extreme Einzigartigkeit des menschlichen Gehirns zu nutzen, um anderen Spezies derartige menschliche Eigenschaften zuzusprechen, ist in hohem Maße unangemessen und unzulässig.

Neurologische Unterschiede zwischen Mensch und Tier

Eines der grundsätzlichsten Gesetze der Neurowissenschaften ist, dass neurophysiologische Reaktionen jedes Organismus (inklusive der Sinne und der psychischen Erfahrungen) immer an bestimmte Strukturen im Nervensystem gekoppelt sind! Sind diese Nervenzentren nicht vorhanden, so kann eine damit gekoppelte neurophysiologische Leistung nicht erbracht werden. Ein Beispiel: Es gibt bei verschiedenen Wirbeltieren unterschiedliche neurologische Verbesserungen oder Anpassungen im Nervensystem (wie z. B. Elektrorezeption, Echoortung), die bei Menschen nicht zu finden sind, weil ihnen eben diese Regionen im ZNS fehlen. Andere Fähigkeiten, wie die des eigenen Bewusstseins und der Sprache, resultieren aus der komplexen Entwicklung und Ausdehnung des menschlichen Großhirns.

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Die Bedeutung des Neocortex

Ein prinzipieller Unterschied zwischen Säugetieren und anderen Wirbeltieren ist die Ausdehnung und Komplexität des Großhirns. Speziell eine Region des Großhirns, der so genannte Neocortex, ist nur bei den Säugern zu finden. Dieser Neocortex ist bei den Primaten am weitesten entwickelt und für die Sprache, die Langzeitplanung, das abstrakte Denken und auch das Bewusstsein verantwortlich. Die bewusste Erfahrung von Schmerz ist deshalb bei Fischen nicht möglich, ihnen fehlen die neuroanatomischen Voraussetzungen.

Assoziatives Lernen bei Fischen

Fische besitzen auch die Fähigkeit, assoziativ (verknüpfend) zu lernen. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sind, auf einen Umweltreiz mit einem bestimmten Verhalten zu antworten. Dies darf jedoch nicht überbewertet werden, diese Fähigkeit ist vielen Organismen, auch Organismen ohne Gehirn, gemein. Diese Art des Lernens ist aber kein Ausdruck von Bewusstsein. Fundamentale Verhaltensweisen wie Reproduktion, Fressen, Flucht und Abwehr, Reaktionen auf Gefährdungen und auch assoziatives Lernen sind motorische Verhaltensmuster, welche hauptsächlich im Gehirnstamm und im Rückenmark lokalisiert sind. Die Evolution der Fische bezüglich neurologischer Verhaltensmuster hat eine Vielzahl unterschiedlicher hervorragender Anpassungen hervorgebracht, denen jedoch eines gemein ist, nämlich dass die essentiellen Verhaltensmuster durch das Nervensystem unterhalb des Großhirns vermittelt werden.

Konsequenzen für den Umgang mit Fischen

Die Erkenntnis, dass Fische kein dem Menschen vergleichbares Schmerzempfinden haben, hat Konsequenzen für den Umgang mit Fischen. Juristisch gesehen sind grundlose Zufügungen von Schmerzen, Leiden oder Schäden an Tieren gemäß § 1 Tierschutzgesetz verboten. Allerdings ist die Strafbarkeit solcher Handlungen nach § 17 Tierschutzgesetz ausschließlich an die Schmerz- und Leidensfähigkeit gekoppelt. Die neue Studie hegt deutliche Zweifel an dem nach menschlichen Maßstäben definierten Schmerzempfinden bei Fischen. Daher sollte eigentlich kein Straftatbestand mehr folgen, wenn z.B. ein Angler selbstbestimmt einen entnahmefähigen Fisch freilässt, anstatt ihn zu essen.

Verantwortungsvoller Umgang mit Fischen

Auf juristischer und moralischer Ebene entbinden die nun publizierten Zweifel am Schmerzempfinden von Fischen aber niemanden von der Verantwortung, alle Nutzungen gesellschaftlich akzeptierbar zu begründen und jede Form von Stress und Schäden an Fischen zu minimieren. Angeln und Hältern ist für Fische nicht mit Schmerzen, wohl aber mit Stress verbunden. Dies sollten wir uns immer wieder ins Gewissen rufen.

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